BIM技術(shù)在大型復雜工程機電專業(yè)中的應(yīng)用研究

梅 俊蔣鳳昌，王 進

（1.江蘇星月星建筑安裝工程有限公司，江蘇泰州 225300；2.泰州職業(yè)技術(shù)學院，江蘇泰州 225300）

1 工程概況

南京浦口常發(fā)廣場項目位于南京浦口區(qū)江浦街道，寧合高速東側(cè)，城南河北側(cè)，盛景路東，新浦路西，河濱路北，康盛路南。總建筑面積為260 638.8 m2，地上建筑面積約19.5萬m2，15幢2F-12F，地下建筑面積約6.5萬m2，沿康盛路、新浦路、河濱路三面為商業(yè)街，對應(yīng)的1#2#3#樓地上三層為大商業(yè)，16#樓地上二層為商業(yè)，9#17#地上兩層為商業(yè)、地下兩層為智能化機械式停車。

本工程的商業(yè)范圍較大，約8萬m2，這些區(qū)域管線復雜，其機電安裝工程包含建筑智能工程、電氣工程、通風空調(diào)工程、給排水工程、燃氣工程、機械式停車系統(tǒng)等。管線包含有風管、自噴管道、消火栓管道、橋架、空調(diào)水管、壓力排水管道、燃氣管道等，管線密集、種類繁多、系統(tǒng)龐大、空間位置復雜、施工難度大，因此應(yīng)用BIM技術(shù)具有迫切性和可行性。

2 機電管線碰撞分析

2.1 建模與碰撞

應(yīng)用Revit軟件對該項目大商業(yè)區(qū)域進行一次建模時，統(tǒng)計碰撞點數(shù)為6 835個，可劃分為硬碰撞和軟碰撞兩大類，細分為管線與管線碰撞、管線與梁柱碰撞、標高性碰撞、操作性碰撞、美觀性碰撞等類型［1］。經(jīng)過傳統(tǒng)人工深化，碰撞點降低為3 221個，具體統(tǒng)計頻數(shù)如表1所示。

2.2 癥結(jié)問題分析

根據(jù)MEP管線碰撞點問題頻數(shù)統(tǒng)計表，可進行癥結(jié)問題分析如下：

（1）管線與管線碰撞、管線與梁柱碰撞和標高性碰撞3個可見性碰撞，其典型碰撞情況如圖1所示。它們所占總碰撞問題比例為：28.1%+23.4%+37.4%=88.9%，為癥結(jié)問題。

（2）操作性碰撞（由安裝空間、保溫間隙、檢修空間、安全間距等不足引起），涉及的情況復雜，占總碰撞問題比例9.1%，其中安裝空間類型的操作性碰撞約占30%。

表1 管線碰撞點問題頻數(shù)統(tǒng)計

圖1 癥結(jié)問題的典型碰撞

（3）美觀性碰撞只占總碰撞問題比例2.0%。在表1所述的5種碰撞中，前面3種碰撞容易發(fā)現(xiàn)，對施工過程縮短施工周期非常有利。后兩種碰撞對提高項目品質(zhì)非常有利，尤其是對創(chuàng)優(yōu)項目，也應(yīng)納入癥結(jié)問題。

2.3 BIM應(yīng)用目標

經(jīng)過課題組研討會議協(xié)商，本項目所剩余的3 221個碰撞點中，有操作性碰撞292點，安裝空間不足的情況146點。由于涉及管件加工誤差和制作工藝的影響，大約30%的碰撞不能在電腦上通過虛擬模擬而完全解決，需要在現(xiàn)場處理，其他碰撞可以通過應(yīng)用BIM技術(shù)虛擬管線綜合得以解決。因此，基于BIM的管線綜合碰撞點尚留大約146×30%=43個，折算成碰撞率為：43÷6 835=0.6%，碰撞率目標值可設(shè)定為1%。

在滿足碰撞率目標值的同時，應(yīng)用BIM技術(shù)的實施效果目標：

（1）控制管線各區(qū)域最低標高，滿足業(yè)主方的要求（超市區(qū)域不低于4.0 m，走廊部位不低于3.9 m）；

（2）各專業(yè)BIM管線排布無硬碰撞；

（3）管線排布美觀合理，翻彎不宜過多，避免影響管線內(nèi)介質(zhì)的流通；

（4）滿足管線安裝、保溫、檢修、安全等規(guī)范所規(guī)定的間距和操作空間要求［2］。

3 項目管理對策

3.1 要因分析

課題組遵循“5M1E”的原則，即從人、機、料、法、環(huán)、測等方面著手，對機電管線碰撞率偏高的問題進行討論。分析原因，獲得影響該工程機電管線碰撞的主要原因如表2所示。

3.2 制定對策表

課題組成員針對以上3個主要原因，運用頭腦風暴法集思廣益，獲得3條對策。然后針對每條對策，從有效性、可實施性、經(jīng)濟性、可靠性等4個方面進行了綜合分析評價，然后相互比較，選出最滿意的對策，如表3所示。

表2 機電管線碰撞的主要原因

表3 對策措施

4 實施效果

4.1 碰撞率目標

對南京常發(fā)項目的大商業(yè)范圍機電管線的碰撞率情況進行檢查和驗證，結(jié)合動態(tài)變更和基于BIM管線綜合成果的施工情況統(tǒng)計分析，BIM模型的碰撞點由6 835個降低到56個，即由碰撞率下降至0.82%，低于目標值1%。

4.2 管線安裝質(zhì)量

應(yīng)用BIM技術(shù)的實施機電管線布局效果，獲得優(yōu)良的安裝質(zhì)量：各區(qū)域凈空高度滿足業(yè)主要求，如圖3所示；消除了各專業(yè)管線的硬碰撞；管線布局美觀合理；利于維護與運營操作使用［3］。

5 結(jié)語

經(jīng)過課題組的研究分析和對策實施，BIM技術(shù)在南京浦口常發(fā)廣場項目機電專業(yè)深度應(yīng)用，發(fā)揮重要作用，獲得主要效益如下：

（1）基于BIM技術(shù)進行機電管線綜合的深化設(shè)計，并有效減少各類碰撞，可以達到節(jié)省材料、節(jié)省人工、減少浪費、綠色施工的效果。

（2）基于BIM技術(shù)的管線綜合，在降低碰撞率的同時，能夠保證機電管線的合理布局，保證最佳的凈空高度，保證安全、維修、使用、操作等有效間距和空間，有利于建筑物的全生命周期使用，提高建筑物的品質(zhì)。

（3）該項目減少碰撞點的經(jīng)濟效益約42.6萬元，優(yōu)化節(jié)省材料用量的經(jīng)濟效益約204.35萬元。

圖2 實施機電管線布局效果